【正文】 藝質(zhì)量改進(jìn)方法 [J].航空學(xué) 報(bào)，20xx,22（ 5）： 424. [6] 衛(wèi)雄飛 ,潘宏俠 .鋁合金薄壁件高速加工的切削力和工藝研究 [J].成組技術(shù)與生產(chǎn)現(xiàn)代化 ,20xx， 26（ 2） :5356. [7] 武凱 .航空薄壁件加工變形分析與控制 [D].南京：南京航空航天大學(xué)，20xx. [8] 余英良 .數(shù)控加工編程及操作 [M].北京：北京高等教育出版社 ， 20xx. [9] 古文生 .數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 20xx. [10]瘐晉 .金屬鈦的性能、發(fā)展與應(yīng)用 [J].有色設(shè)備 ， 20xx（ 4）： 1621. [11]文華里 .世界鈦生產(chǎn)技術(shù)與鈦用途開發(fā)新動(dòng)向 [J].輕金屬 ,1997(8):47. [12]金紅 .民用鈦合金的發(fā)展前景和方向 [J].鈦工業(yè)進(jìn)展 ,1998(4):67. [13]龐為 .機(jī)匣制造技術(shù) [M].北京：科學(xué)出版社， 20xx. [14]任敬心 ,康仁科 .難加工材料的磨削 [M].北京： 國防工業(yè)出版社 ， 1999. [15]張喜燕 ,趙 永慶 ,白晨光 .鈦合金及應(yīng)用 [M].北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 20xx. [16]鄧文英，郭曉鵬 .金屬工藝學(xué) [M].北京：高等教育出版社， 20xx. [17]杜君文，鄧廣敏 .數(shù)控技術(shù) [M].天津： 天津大學(xué)出版社， 20xx. [18]董玉紅 .數(shù)控技術(shù) [M].北京： 高等教育出版社， 20xx. 學(xué)生 程巖松 指導(dǎo)教師 任軍學(xué) 系主任 魏生民 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 摘 要 針對(duì)某飛機(jī) TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件難加工問題，文 中介紹了 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件的制造工藝及數(shù)控編程。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。本零件屬于薄壁筒件，加工要求比較苛刻，材料是鈦合金，也屬于難加工材料，所以本次加工的一些方法會(huì)與常規(guī)方法有所不同，以保證零件的精確度要求。 鈦的抗腐蝕性強(qiáng)，在 550℃ 以下的空氣中，表面會(huì)迅速氧化形成薄而致密的TiO2 鈍化膜，故在大氣、海水、硝酸和硫酸等氧化性介質(zhì)及堿性溶液中，其耐蝕性優(yōu)于大多數(shù)不銹鋼。 鈦合金加工難點(diǎn) TC4鈦合金是雙相合金，屬于（α +β）型鈦合金，拉伸 強(qiáng)度 σb能達(dá)到 1012MPa，固溶強(qiáng)化處理后， 拉伸 強(qiáng)度增加不大， 能達(dá) 到 1100MPa，退火狀態(tài)下 拉伸 強(qiáng)度一般在 900MPa；具有良好的綜合性能，組織穩(wěn)定性好，有良好的韌性、塑性和高溫變形性能，能較好地進(jìn)行熱壓力加工，能進(jìn)行淬火、時(shí)效使合金強(qiáng)化。太空飛行器的有效載荷相對(duì)飛機(jī)較小，因此其結(jié)構(gòu)的減重就顯得更為重要。 d)開發(fā)更先進(jìn)的鈦合金制備技術(shù)和鈦的新產(chǎn)品。也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時(shí)間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的。而結(jié)構(gòu)上大多是薄壁件，加工中難以保證零件的尺寸精度。能保證刀具強(qiáng)度?！?20176。 176。內(nèi)錐孔粗車的過程中，為避免單位面積上切削力過大及減小鉆孔過程中鉆頭的扭矩， 176。內(nèi)錐孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大倍徑加長刀桿的結(jié)構(gòu)為刀片和刀桿分體結(jié)構(gòu)，刀桿柄部與 176。確保每個(gè)薄壁錐形筒件對(duì)應(yīng)一個(gè)工裝裝夾坐標(biāo)換算找正圖。 前角 g=8176。工裝芯軸如圖 39 所示。進(jìn)刀方式退刀方式如圖411 所示，刀路的仿真如圖 412所示。進(jìn)刀方式退刀方式如圖 419 所示，刀路的仿真如圖 420所示。入口外形精加 工程序 % O1000 N1 G49 G54 G80 G40 G90 G94 G17 G98 N3 G0 S600 M3 N4 N5 G1 F1000. N6 N7 N8 N9 N10 ???? N2560 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 36 N2561 N2562 N2563 N2564 N2565 N2566 N2567 N2568 N2569 N2570 G2 N2571 G3 F20xx. N2572 G1 N2573 M30 % 上表面加工 選擇機(jī)具為 3軸工具機(jī)，選擇參考加工軸系、零件以及用來模擬的生料如圖25 所示，將零 件、生料組合如圖 418 所示。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 進(jìn)刀 退刀 圖 47 進(jìn) /退刀方式 加工 完成 圖 48 刀路仿真 2）程序輸出 選擇以批次方式產(chǎn)生 nc 碼， nc 資料形式選擇以程式 nc 碼如圖 49 所示，在IMS 后處理器檔案中選擇 fanuc16i,執(zhí)行出程序。 薄壁錐形筒件工裝二類 芯軸 用芯軸進(jìn)行檢查，確保芯軸與 TC4 鈦合金加長薄壁錐形筒件 176。 在薄壁錐形筒件 176。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 數(shù)控銑入口段 利用三坐標(biāo)數(shù)控銑床加工出入口段內(nèi)腔及外形至尺寸，詳見圖 34 所示。以減少后刀面與工件的摩擦，提高刀具壽命。內(nèi)錐孔，單面留量 3mm。 圖 24 加長大倍徑鏜刀桿結(jié)構(gòu)示意圖 ，設(shè)計(jì)了專門工裝用于數(shù)控加工的使用，解決了數(shù)控加工時(shí)裝夾問題，將回轉(zhuǎn)體分兩部分加工，簡(jiǎn)化了編程難度，充分應(yīng)用 原有設(shè)備，滿足生產(chǎn)需要?！?12176。 薄壁錐形筒件內(nèi)錐孔粗加工過程中所用的刀具及參數(shù)主要有：刀具材料為YG8， 45176。但總的來說，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90 年代初期面臨國家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到 50％，庫存超過 4個(gè)月。 整體上來說我國的薄壁零件加工技術(shù)還處于初步階段，無論振動(dòng)加工技術(shù)或高速切削技術(shù)都是剛剛起步，僅處于摸索階段，缺乏必要的工藝技術(shù)數(shù)據(jù)，無法西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 應(yīng)用于實(shí)踐，加工時(shí)，切削參數(shù)往往 比較保守，大多采用低轉(zhuǎn)速、小進(jìn)給、多次空走刀等方法來控制加工變形，應(yīng)用手工檢驗(yàn)、打磨等手段來處理加工后尺寸精度和表面質(zhì)量問題，這樣會(huì)大大降低加工效率，且未必能保證加工質(zhì)量。但是，總的來看，鈦合金研究的多、應(yīng)用的少的現(xiàn)象仍然嚴(yán)重，另外鈦合金的高成本也限制了鈦合金更加廣泛的應(yīng)用。 鈦 合金的應(yīng)用 從 20 世紀(jì) 50年代開始 ,鈦合金在航空航天領(lǐng)域中得到了迅速的發(fā)展。鑒于在加熱和擠壓過程中金屬易被氣體污染，故還應(yīng)采用適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。 關(guān)鍵詞 ： TC4 鈦合金，加長薄壁件，錐形筒件 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II ABSTRACT Since the TC4 Titanium Alloy, LengtheningThinwalled Work piece, and Conical BarrelType Piece is hard to fabrication, this thesis is mainly introduce the TC4 Titanium Alloy,LengtheningThinwalled Workpiece,andConicalBarrelType Piece and its manufacturing technology. Though its manufacture process, longer boring bar and coordinate transformation and electronbeam welding tooling has been developed. And also successfully use the coordinate transformation tooling and borrowing method of tolerance into TC4 Titanium Alloy lengthening Thinwalled Work piece’ s develop, so that can produced the accuracy requirements of the qualified parts. The titanium alloy thin wall cone parts extended processing is mainly caused by conventional turning and milling were partially pleted. Ordinary lathe machining is the goal of inner cone hole and appearance of thinwall cone parts, belongs to the typical thinwalled parts machining, because only the wall thickness of ,so for the turning of the higher requirements。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 ,成歪脖子，不能一次銑削成功，所以制作了專門工裝，分三次裝夾銑削完成，并且對(duì)數(shù)控編程有一定的要求。另外，鈦合金 熱導(dǎo)率低、比熱小，磨削時(shí)熱傳導(dǎo)慢，致使熱量積聚在磨削弧區(qū)，造成磨削區(qū)溫度急劇升高。造成已切削區(qū)域與未切削區(qū)域的硬度不均勻，容易造成刀具受力不均，加劇刀具的磨損。鈦合金在體育領(lǐng)域的使用量不容小視。 薄壁件加工難點(diǎn) 薄壁鈦合金工件加工最大的瓶頸是材料難加工、尺寸精度及形位公差要求高、壁薄易變形，影響加工變形因素有很多，主要體現(xiàn)以下幾個(gè)方面 ： 1） 工件壁薄切削熱的產(chǎn)生引起變形 ， 鈦合金材料的導(dǎo)熱系數(shù)小于不銹鋼和高溫合金的導(dǎo)熱系數(shù)，散熱條件差分別是鐵和鋁的 1/4 和 1/16，使切削區(qū)溫度迅速上升，積于切削刃附近不易散發(fā)，造成加工的刀尖附近應(yīng)力集中，造成刀具磨損崩刃，造成工件變形 ； 2）工件剛性差切削過程中機(jī)床振動(dòng)及切削要素不合適產(chǎn)生變形 ， 薄壁工件剛性差，受機(jī)床振動(dòng) 等因素造成加工薄壁鈦合金材料工件時(shí)，不合適的切削速度使切削過程中產(chǎn)生振動(dòng)，引起變形。自從1952 年美國第 1 臺(tái)數(shù)控銑床問世至今已經(jīng)歷了 50 個(gè)年頭。； ，如何保證錐度 176。精車切削用量 V=25～38m/min， f=～ ， ap=1～ 2mm。內(nèi)錐孔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大倍徑加長刀桿的結(jié)構(gòu)為刀片和刀桿分體結(jié)構(gòu)，刀桿柄部與 176。長 內(nèi)錐孔，內(nèi)錐孔單面留量 ； 3. 按零件制造指令件號(hào)用記號(hào)筆做標(biāo)記； 檢驗(yàn)：按工序內(nèi)容檢驗(yàn) 車工： 82+ 82+ 寬度厚度均分線拉直找正； 車出口端 176。磨出 ～ 的負(fù)倒棱，增強(qiáng)切削刃強(qiáng)度。 對(duì)稱磨四方 對(duì)稱磨四方 至 82+ 82+ ， ∥⊥≯ ，在磨四方的過程中所用到的砂輪及參數(shù)主要有： 砂輪選擇：白剛玉砂輪 磨削參數(shù)選擇：主軸轉(zhuǎn)速不超過 10m/s，進(jìn)給量 28～ ，磨削深度。在其公差范圍內(nèi)按照 176。精車時(shí)刃傾角 l=3176。在曲面加工動(dòng)作中選擇等高線，切削容差 ，切削模式順銑，路徑間距離 ，零件面預(yù)留1mm，加工的邊為內(nèi)側(cè)。西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 35 進(jìn)刀 1000mm/min，加工 1000mm/min,退刀 20xxmm/min，主軸轉(zhuǎn)速 600turn/min。在曲面加工動(dòng)作中選擇導(dǎo)引切削，加工精度 ，刀具間最大距離 ，刀具路徑方式是來回，最大切削深度 1mm，切削層數(shù) 1 層，檢查面預(yù)留 1mm，零件面預(yù)留 。在平面加工動(dòng)作中選擇外形銑削，刀具路徑形式為單向順銑，加工精確度 ，路徑數(shù)量 3 層，路徑間的距離 7mm，最大切削 深度 1mm，外形預(yù)留量 ，底面預(yù)留量 5mm。 圖 42 工裝組合 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 入口端安裝面精加工 1）選擇φ 20 平底端銑刀、刀具號(hào)碼 1，如圖 43所示。 磨出 ～ 的負(fù)倒棱，增強(qiáng)切削刃強(qiáng)度。內(nèi)錐孔加工過程中，車工靠手動(dòng)搖車床小托板進(jìn)刀，所產(chǎn)生的力量不夠均勻而造成內(nèi)壁有明顯震刀紋及薄壁錐形筒件喉口尺寸超差。該大倍徑加長鏜刀桿刀桿的最大特點(diǎn)是不僅能夠滿足薄壁錐形筒件內(nèi)錐孔粗加工，并且最大限度的減少了切削過程中刀具的振動(dòng)而引起的切削振紋。 圖 32 176。 圖 25 公差借用 按照公差借用法在保證其余尺寸不變的情況下，喉口尺寸φ + 0 由線尺寸變?yōu)槊娉叽?，在加工過程中能夠完全滿足設(shè)計(jì)要求，這樣會(huì)出現(xiàn)一段 3mm